[發明專利]煤層瓦斯壓力測量動態自平衡加壓封孔裝置及方法

有效

• 申請號: 201711221627.X
• 申請日: 2017-11-24
• 公開（公告）號: CN108060903B
• 公開（公告）日: 2019-01-08
• 發明（設計）人: 陸偉;劉震;李金亮;孫東玲;程衛民;王棟;秦傳睿
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: E21B33/12
• 分類號: E21B33/12;E21B33/13;E21B47/06
• 代理公司: 青島智地領創專利代理有限公司 37252
• 代理人: 黃鈺

1.一種煤層瓦斯壓力測量動態自平衡加壓封孔裝置，其特征在于：包括布置于鉆孔內的測壓管，測壓管的一端設置有用于測量瓦斯壓力的測壓單元，測壓管上環繞包裹有膨脹氣囊，測壓管上開設有壓力導入孔，壓力導入孔連通膨脹氣囊，測壓管上于膨脹氣囊的兩側分別環繞包裹有前封孔氣囊和后封孔氣囊，前封孔氣囊、后封孔氣囊、膨脹氣囊三者與鉆孔內壁之間留有注膠腔體，注膠腔體內充填有密封膠體，前封孔氣囊、后封孔氣囊均經充氣管路連接位于鉆孔外的充氣單元，注膠腔體經注膠管路連接位于鉆孔外的注膠單元。

2.根據權利要求1所述的煤層瓦斯壓力測量動態自平衡加壓封孔裝置，其特征在于：前封孔氣囊、后封孔氣囊朝向膨脹氣囊的一側均設置有環繞測壓管的環形擋板。

3.根據權利要求1或2所述的煤層瓦斯壓力測量動態自平衡加壓封孔裝置，其特征在于：測壓管的另一端連接有篩管，篩管的末端開設有多個篩孔。

4.根據權利要求3所述的煤層瓦斯壓力測量動態自平衡加壓封孔裝置，其特征在于：篩管的末端設置有遮蓋篩孔的錐形帽。

5.根據權利要求1所述的煤層瓦斯壓力測量動態自平衡加壓封孔裝置，其特征在于：測壓管上被膨脹氣囊環繞包裹部分的管徑小于未被膨脹氣囊環繞包裹部分的管徑。

6.根據權利要求1所述的煤層瓦斯壓力測量動態自平衡加壓封孔裝置，其特征在于：測壓管上被膨脹氣囊環繞包裹部分開設壓力導入孔。

7.根據權利要求1所述的煤層瓦斯壓力測量動態自平衡加壓封孔裝置，其特征在于：密封膠體由水玻璃凝膠和高吸水性樹脂混合而成。

8.根據權利要求1所述的煤層瓦斯壓力測量動態自平衡加壓封孔裝置，其特征在于：測壓管的一端設置有木塞。

9.一種煤層瓦斯壓力測量動態自平衡加壓封孔方法，應用權利要求1至8任一項所述的煤層瓦斯壓力測量動態自平衡加壓封孔裝置，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、將膨脹氣囊經壓力導入孔與測壓管連通，在測壓管上于膨脹氣囊的內側裝配環形擋板和后封孔氣囊，在測壓管上于膨脹氣囊的外側裝配環形擋板和前封孔氣囊，將前封孔氣囊、后封孔氣囊經充氣管路連接位于鉆孔外的充氣單元，將注膠腔體經注膠管路連接位于鉆孔外的注膠單元，將測壓管的一端連接測壓單元，將測壓管的另一端連接篩管，將測壓管放置于鉆孔內；

步驟二、利用充氣單元對前封孔氣囊、后封孔氣囊充氣以對鉆孔形成密封，前封孔氣囊、后封孔氣囊的充氣壓力大于鉆孔內預估瓦斯壓力，利用注膠單元對注膠腔體注入密封膠體，注入密封膠體的注膠壓力大于鉆孔內預估瓦斯壓力；

步驟三、隨著鉆孔內瓦斯壓力的升高，大量瓦斯氣體從鉆孔持續涌入測壓管，部分瓦斯氣體通過壓力導入孔進入膨脹氣囊使膨脹氣囊膨脹，膨脹氣囊的膨脹不斷擠壓注膠腔體中的密封膠體，使密封膠體進入鉆孔周圍煤巖體裂孔隙中，實現動態加壓密封。

10.根據權利要求9所述的煤層瓦斯壓力測量動態自平衡加壓封孔方法，其特征在于：還包括步驟四、通過測壓單元監測鉆孔內瓦斯壓力不明顯變化時，利用注膠單元再一次對注膠腔體注入密封膠體，注膠壓力大于鉆孔內瓦斯壓力。